[發明專利]一種在立體模型上表現層狀信息的方法

有效

• 申請號: 201210413025.5
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102903292A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 秦軍
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G09B25/06
• 分類號: G09B25/06
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

所屬技術領域

本發明涉及立體模型，尤其是表達地理特征等高形貌特征的沙盤模型制造領域。

背景技術

在自然科學和社會科學中，人們為了形象、直觀地表現自然環境、建筑物、表現科學現象和規律，表現工農業、服務業生產過程等目的，常常需要制作沙盤和模型。在沙盤和模型表達的內容里，有一種類型的內容是需要用面積發光的效果強化和突出表現的。如地形不同等高線之間的區域、如河(洪)水的淹沒范圍、水庫不同高程間的消落帶范圍、沉積巖和副變質巖地層露頭等。

以河道模型為例，河道岸坡有陡有緩，自然環境下我們看到的相同水位高差之間岸坡出露的表面積并不相同。這些等高(厚)層的視寬度與出露處的地面坡度直接相關。岸坡坡度平緩的地方同一水位高程差對應出露的岸坡寬度較寬，在岸坡坡度陡峭的地方同一水位高程差對應出露的岸坡寬度較窄。在沙盤或模型上表現河水或庫水不同水位的淹沒區域時，效果如圖1所示。

圖1是河道垂直橫斷面示意圖，圖中A和A1是同一高度的水平面，B和B1是同一高度的水平面。A和B位于河道的一側，A1和B1位于河道的另一側。A和B之間的地形坡度與A1和B1之間的岸坡坡度不同。當河水水位從A水位下降到B水位時，A、B水位高程差與A1和B1之間的高程差相同，但河岸露出的斜坡寬度卻不同。沿河道方向的岸坡并不具有相同的岸坡坡度，這樣沿河流方向相同高程差下淹沒或露出的河床是不同寬度的條帶。目前的技術是在這些等高線位置敷設燈串(條)，由于燈串(條)是等寬的，發光效果是等寬的點串珠效果，帶狀區域寬度較大時，淹沒效果不是面，而是兩條不平行燈線。特別是多個帶狀區域(如多個高程間消落帶等類似的面目標)效果表現時，成了多條不平行燈線，反而形成了錯誤的視覺信息傳達。如果是在沙盤上或模型里表現地層信息時，地層的產狀(傾向、傾角)與出露位置的地形坡面有不同的相交關系，地層的頂、底面與坡度不同的地面相交后，相同厚度的地層露頭就表現為不同的出露寬度(專業術語為巖層的視厚度)。現有技術將燈條放在不同地層間的位置，可以表現地層分界的位置，但不能表現寬窄變化的地層出露范圍。

發明內容

鑒于現有技術的以上的不足，本發明的目的是提供一種新的層狀信息區域面的表達方法，可使之在沙盤或模型上得到和自然界相協調的視覺效果。

本發明的目的是通過如下手段來實現的。

一種在立體模型上表現層狀信息的方法，基于透明板狀材料端面光散射特性，在用透明板狀材料多層疊置構制的立體模型上，在所述板狀材料上設置光源，在板狀材料的層間敷設不透光層；利用透明板狀材料內部光傳導，在出露端面形成光散射，使立體模型表現層狀結構和地面不同等高線之間的區域形貌，包括地面不同等高線之間的區域形貌包含河水淹沒范圍、水庫不同高程間的消落帶范圍、地層露頭的層狀信息。

本發明使用層疊方式將多層透明板(片)狀材料堆疊在一起，在透明板(片)狀材料層面間布敷不透明反光材料。層疊材料隱蔽在模型內部一側的端(斷)面上或材料內部的孔洞里敷設光源。由于層面間布敷了不透明反光材料，每一層光源發出的光僅在層內折射、反射、直射，最終到達透明板(片)狀材料的端(斷)面，光的散射使透明板(片)狀材料的端(斷)面形成了一個面光源。層間不透明的反射層，保證每一層的光不會影響相鄰的層。層與層之間的光互不混疊。并減少了光衰減。

附圖說明

圖1河道垂直橫斷面相同高程差出露表面積的視寬度與岸坡坡度的相關關系示意圖。

圖2本發明制作的立體模型結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

圖2以表現河道消落帶淹沒效果的沙盤為例，多個不同高程水位是多層水平層狀信息。多層透明板(片)狀材料堆疊后水平放置，表現河道的位置切削加工為地面岸坡地形(地表三維空間形狀)，隱蔽在模型內部的端(斷)面位置或板(片)狀材料內的孔洞里敷設光源，每一層上表面和下表面代表設計表現的高程，每一層的光源獨立控制，發生光散射的斷面與實際地面出露的消落帶區域一致。可以逼真地表現水位上升淹沒區域和水位下降出露區域——條帶面狀信息。

本發明的方法可在立體模型(包括比例微縮模型和沙盤模型)廣泛使用；光源可設置在透明板狀材料內部或側面；光源可采用普通的點光源、管燈和燈帶，也可采用新近的LED等光源。

以上所陳述的僅僅是本發明方法的優選實施方式，應當指出，在不脫離本發明方法實質的前提下，在實際實施中可以做出若干更改應包含在本發明的保護范圍以內。